Pr_6O_(11)掺杂锑锰锆钛酸铅压电陶瓷的温度稳定性

探讨了Pr6O11掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(leadantimony-manganesezirconatetitanate,PMSZT)压电陶瓷温度稳定性的影响。测定和分析了样品的谐振频率fr,弹性柔顺系数S11E,相对介电常数εr,横向机电耦合系数K31,压电系数d31在-20～80℃之间随温度的变化。结果表明:与未掺杂的样品相比,掺杂适量Pr6O11的PMSZT陶瓷具有较低的Curie温度,而且体系的压电系数d31的温度稳定性较好,同时机电耦合系数K31的温度稳定性也得到了改善。当掺杂Pr6O11的质量分数为0.05%时,能得到机电性能优良的压电陶瓷,εr=1650,tanδ=0.006,d33=350pC/N,平面机电耦合系数Kp=0.67,机械品质因数Qm=2000。

不同铅气氛对PMSZT压电陶瓷机电性能的影响

采用固相烧结法制备了三元系压电陶瓷Pb0.98Sr0.02（Mn1/3Sb2/3）x（Zr0.5Ti0.5）1-xO3（0%〈x〈0.1）（PMSZT），研究了铅气氛和非铅气氛保护条件烧结对其相结构、微观结构、介电性能以及压电性能的影响．实验结果表明：在烧结温度1100-1300℃范围内，铅气氛保护烧结的试样其综合性能优于非铅气氛保护烧结的试样．铅气氛保护条件下于1200℃得到最佳性能：εr=1717、d33=301、Kp=0．55、tanδ=0．42％、Qm=1453．

Pb(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_(0.05)Zr_xTi_(0.95-x)O_3压电陶瓷准同型相界附近的性能

以固态氧化物为原料,采用二次合成工艺制备锑锰锆钛酸铅三元系压电陶瓷。研究了组成为Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05ZrxTi0.95-xO3(PMSZT)压电陶瓷的相组成、显微结构、电性能及温度稳定性。结果发现:该体系的准同型相界位于锆摩尔含量x=0.47附近;所有组成样品介电峰附近的相变都表现为弥散性相变特征;准同型相界附近谐振频率的相对变化率较小;在锆含量x=0.47的准同型相界处PMSZT综合性能达到最佳值:ε33T/ε0=1420,d33=324pC/N,Kp=62%,Qm=2400,tanδ=0.0029,这可以满足大功率陶瓷材料的应用。

烧结温度对PMS-PZT系陶瓷显微结构和压电性能的研究

研究了不同烧结温度对Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PMS-PZT)系压电陶瓷显微结构和压电性能的影响.实验结果表明:在1240℃、2h条件下烧结,能获得最优的综合性能:εr=1530、d33=374、Kp=0.6、tanδ=0.41%、Qm=1250,可以满足压电变压器和超声马达等大功率场合下的使用要求.与此同时,当烧结温度为1100-1150℃时,材料仍然具有良好的压电性能:εr=1370、daa=348、Kp=0.57、tanδ=0.62%、Qm=1620(1150℃),因此可以作为中低温烧结的多层器件用厚膜材料.高温显微镜、SEM、TEM和EDS等研究表明,PMS-PZT系陶瓷具有很宽的烧结温度区域,特别是中低温烧结时仍能成瓷并具有高的压电性能,主要是因为PbO和Sb2O5在较低烧结温度下(1100℃)能够形成过渡液相促进陶瓷烧结,随着烧结温度的升高,它们能够重新进入晶格形成单一钙钛矿结构.

硅掺杂PMS-PZT材料的晶界行为对畴结构和压电性能的影响

运用XRD、TEM、EDS等实验手段,研究了Si离子掺杂对PMS-PZT材料的相结构、微观结构以及电畴形貌的影响.XRD测试结果表明,所有材料都显示钙钛矿结构,四方度(c/a)随着掺杂量的增加而增大.TEM研究结果表明,随着Si离子掺杂量的增加,电畴的形貌由鱼刺型过渡到微米级的带状畴,最后转变为波浪状的电畴.EDS表明在材料的晶界处含有纳米级的SiO2和PbSiO3,并且发现单斜晶系的孪晶ZrO2在晶界附近析出.本文对孪晶ZrO2的析出及其析出量随着硅离子含量增加而增加的原因作了解释,最后对材料压电性能的降低进行了探讨.

烧结温度对PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了烧结温度对Sio2掺杂锑锰锆钛酸铅Pb（Mn1／3Sb2／3）0.05Zr0.47Ti0.48O3（简称PMSZT）压电陶瓷性能的影响。通过X射线衍射及扫描电镜分析Pb（Mn1／3Sb2／3）0.05Zr0.47Ti0.48O3＋0．1％（SiO2）（质量分数）陶瓷的相组成和显微结构。结果表明：合成温度900℃时，可以得到钙钛矿结构。对于适量SiO2掺杂PMSZT压电陶瓷，可以在1100～1150℃时烧结实现致密化，并且介电压电性能较好，当烧结温度为1100℃时综合性能最佳，ε33^T／c0=1290，tanδ=0．45％，d33=264pC／N，Kp=0．59，Qm=2400。

镍掺杂PMS-PZ-PT三元系压电陶瓷压电性能及其热老化行为的研究

研究了Ni掺杂xPb(Mn1/3Sb2/3)O3yPbZrO3zPbTiO3(PMSPZPT)三元系压电陶瓷的综合机电性能及其介电和压电性能的热老化行为。实验结果表明:适量的掺杂能显著优化体系的压电和介电性能;对于掺NiO量为0.2%(质量分数)的样品,在25,50,100℃时,其介电和压电性能的老化行为,与老化时间的对数呈线性关系;而在150℃和200℃时与老化时间的对数呈指数延伸规律。这一现象与陶瓷内部的畴结构有关。

SiO_2对低温烧结PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了低温烧结时SiOz掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb（Mn1/3Sb2/3）0.06Zr0．47Ti0.48O3（PMSZT）压电陶瓷性能的影响，通过X-射线衍射及扫描电镜分析Pb（Mn1/3Sb2/3）0.05Zr0.47Ti0.48O3＋w（SiO2）（w=0．05％～0．30％，质量分数）陶瓷的相组成和显微结构。结果表明，合成温度900℃时，可得到钙钛矿结构。w（SiO2）不同时PMSZT试样均为四方相和三方相共存，随着w（SiO2）的增加，三方相在准同型相界中的比例略有增加。当w（SiO2）=0．10％时，得到电性能优良的压电陶瓷，相对介电常数ε33^T／ε0=1290，介质损耗tan δ=0．4％，压电常数d33=264pC／N，机电耦合系数kp=0．59，机械品质因数Qm=3113。SiO2的加入使PMSZT陶瓷的居里温度降低，谐振频率随温度的变化几乎都是正。

Cr_2O_3掺杂Pb(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_(0.05)Zr_(0.47)Ti_(0.48)O_3压电陶瓷的性质(英文)

探讨了Cr2O3掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(简称PMSZT)压电陶瓷性能影响.通过X射线衍射,电子顺磁共振以及扫描电镜分析了PMSZT+z Cr2O3(z=0.2%～0.8%,质量分数)陶瓷的相组成,元素价态以及显微结构.结果表明:合成温度900℃保温2 h后,可以得到钙钛矿结构.随着Cr2O3掺杂量的增大,四方相的含量减少,准同相界向三方相移动.掺杂Cr2O3的质量分数为0.6%时:相对介电常数εr=1 650,介电损耗tanδ=0.006,压电常数d33=328 pC/N,机电耦合系数Kp=0.63,机械品质因数Qm=2 300,电性能优于Cr2O3掺杂量为0.2%,0.4%,0.8%的样品,但比未掺杂时的稍差.随着Cr2O3掺杂量的增加,PMSZT陶瓷的Curie温度降低,谐振频率变化率随温度变化由正变负.

烧结温度对PMSZT压电陶瓷相结构和机电性能的影响

采用固相合成法制备了三元系压电陶瓷Pb0.98Sr0.02(Mn1/3Sb2/3)x(Zr0.5Ti0.5)1-xO3(0<x<0.1)(PM-SZT),研究了不同烧结温度对其相结构、微观结构、介电性能及压电性能的影响.实验结果表明:在烧结温度范围内,均可以得到纯的钙钛矿结构的PMSZT陶瓷.随着烧结温度的升高,物相组成由四方相向三方相转变,机械品质因数Qm持续减小,相对介电常数εr、机电耦合系数Kp、压电常数d33先增加后减小,介电损耗tanδ先减小后增加.烧结温度为1200℃时得到最佳的综合性能:Qm=1500、εr=1866、Kp=0.56、d33=326、tanδ=0.4%.

先驱体法制备Pb_(1-x)Sr_x(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_aZr_bTicO_3压电陶瓷的压电和介电性能

采用先驱体法制备了Pb1-xSrx(Mn1/3Sb2/3)aZrbTicO3压电陶瓷。通过XRD研究表明,随着Sr2+取代量的增加,相界向富锆方向移动,并改善了相界附近组分的压电性能和介电性能。与传统的固相合成制备工艺相比,先驱体法制备的陶瓷具有优良的压电性能,所得样品的综合性能:r为1791,tg为0.0035,d33为454?0-12C種-1,kp为0.61。

锰掺杂对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Pb(Ni1/2W1/2)O3Pb(Mn1/3Sb2/3)O3Pb(Ti,Zr)O3xMnO2压电陶瓷,分析了经1150℃烧结2h制备的陶瓷样品的相结构组成。实验结果表明:所有陶瓷样品均为钙钛矿相,未发现其它晶相。随着锰掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐长大。研究了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷介电和压电性能的影响。结果表明:随着锰掺杂量的增加,材料逐渐变“硬”,当MnO2掺杂量少于0.2%(按质量计,下同)时,相对介电常数εr、压电常数d33和机械品质因数Qm逐渐增加,介电损耗tanδ减小;当MnO2掺杂量多于0.2%时,εr、d33和Qm逐渐降低,tanδ增加。随着锰掺杂量的增加,机电耦合系数kp和Curie温度θC逐渐减小。MnO2掺杂量为0.2%的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其压电性能为:εr=2138,tanδ=0.0058,kp=0.613,Qm=1275,d33=380pC/N和θC=205℃。

五元系PZN-PSN-PMS-PZT压电陶瓷的研究

对PZN-PSN-PMS-PZT五元系压电陶瓷的烧结温度(1200～1280°C)、Zr/Ti与性能的关系以及部分Sr2+、Ba2+取代Pb2+对材料性能的影响进行了研究。实验结果表明:当Zr/Ti=0.455/0.435,掺Sr2+、Ba2+(摩尔分数均为2%)时,在1260°C,2h条件下烧结,样品的品质因数Qm为1671;介电常数εTr3为1294;压电常数d33为285pC·N-1;介质损耗tanδ为0.004;机电耦合系数kp为0.522;居里温度TC为295°C;矫顽场强Ec为19kV·cm-1,显示出该五元系具有很大的应用价值和发展潜力。

五元系PMMSN压电陶瓷材料及其低温烧结

设计并研究了一种新型五元系压电陶瓷材料Pb(Mg1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)b(Mn1/3Sb2/3)cZrdTieO3(PMMSN).以材料的准同型相界附近的组成为研究对象,采用普通合成法、不同合成路径的先驱体法进行材料合成,通过添加低温烧结促进剂实现低温烧结,并研究其对材料性能的影响.结果表明,三组元复合先驱体法合成材料的性能最佳,1100℃烧结样品的性能参数为Qm=1916,kp=0.56,d33=326pC/N,ε33T/ε0=1349,tanδ=0.0043.添加Si O2,CdO可使材料烧结温度降低到850℃～950℃,且基本保持了材料的特性,在低温共烧叠层功率型压电陶瓷器件方面显示出好的应用前景.

成型工艺对PMN-PMS-PZT热释电陶瓷性能的影响

采用干压、冷等静压和凝胶注模等不同成型工艺制备铌锰酸铅-锑锰酸铅-锆钛酸铅（PMN—PMS-PZT）陶瓷，并进行对比研究。实验结果表明，冷等静压成型的陶瓷综合性能较好，其具有均匀紧凑的晶粒结构，可得到较高的成瓷密度；使材料的介电常数εr，和介电损耗tanδ降低，在保持较高热释电系数p的同时降低低温铁电三方相-高温铁电三方相（FRL—FRH）的相变温度，并使热释电系数峰值得到稳定。其最佳性能为室温时，εr=216，tanδ=0．20％，p=12．0×10^-4C／m^2·℃（持续温区为23-55℃），探测率优值FD=24．6×10^-5Pa^-1/2。

PMS对PBSZT压电陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相合成法制备了Pb(Mn1/3Sb2/3)O3掺杂的(1–x)(Pb0.92Ba0.02Sr0.06)(Zr0.52Ti0.48)O3-xPb(Mn1/3Sb2/3)O3[xPMS-(1–x)PBSZT]压电陶瓷。通过XRD、SEM和准静态d33仪等手段探讨了PMS掺杂量对xPMS-(1–x)PBSZT陶瓷样品的相结构、显微结构和电性能的影响。结果表明:适量的PMS掺杂有助于降低陶瓷样品的烧结温度,x=0.01的样品在1 230℃烧结具有最大体积密度7.83 g/cm3。当x=0.02时,其具有最佳综合电性能,主要参数为:d33=349pC/N,kp=0.592,εr=1 587,tanδ=0.46%。